JP4883330B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、カム位相変更機構により、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブを駆動する一対のカムのうち一方のカムの位相を他方のカムに対し変更する内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that uses a cam phase changing mechanism to change the phase of one cam of a pair of cams that drive a pair of intake valves or a pair of exhaust valves relative to the other cam.
自動車に搭載されるレシプロ式のエンジン(内燃機関)では、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るために、シリンダヘッドに可変動弁装置を搭載することが行なわれつつある。
可変動弁装置には、エンジンで多く採用されているマルチバルブ(一対の吸気バルブ、一対の排気バルブ)のバルブ間の位相を可変させて、マルチバルブの開いている期間を変更させる構造がある。例えば一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブを駆動する一対のカムのうち、一方のカムに対し他方のカムの位相を可変する装置が提案されている。
In a reciprocating engine (internal combustion engine) mounted on an automobile, a variable valve gear is being mounted on a cylinder head in order to prevent engine exhaust gas and improve pumping loss.
The variable valve operating system has a structure in which a phase between the valves of a multi-valve (a pair of intake valves and a pair of exhaust valves) widely used in an engine is varied to change a period during which the multi-valve is open. . For example, among a pair of cams that drive a pair of intake valves or a pair of exhaust valves, a device that varies the phase of the other cam with respect to one cam has been proposed.
この可変動弁装置は、通常のシャフト部材にカムを一体に形成するカムシャフトでは実現が難しい。そのため、同可変動弁装置は、別体なカム部材(部品)をシャフト部材に回動可能に組み付ける組立カム構造のカムシャフトを用いて、バルブ間の位相の可変を実現している。例えば特許文献1,2に開示されているようにクランク出力で駆動されるシャフト部材の外側に、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブの配置にならい、基準側となる第1カムを固定するとともに、対となる可動側の同じカム幅を有する第2カムを周方向に変位可能に嵌め、可動ベーン機構などカム位相変更機構で、第2カムの位相を第1カムを基準として変更させる構造が用いられる。
This variable valve operating device is difficult to realize with a camshaft in which a cam is integrally formed with a normal shaft member. For this reason, the variable valve device uses a camshaft having an assembly cam structure in which a separate cam member (component) is rotatably assembled to the shaft member, thereby realizing a variable phase between the valves. For example, as disclosed in
むろん、他のエンジンと同様、第1カム、第2カムのカム変位は、タペット部材(あるいはロッカ部材など)の従動部材を介して、各バルブへ伝えられ、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブの開いている期間を大きく変更させる。 Of course, as with other engines, the cam displacement of the first cam and the second cam is transmitted to each valve via a follower member of a tappet member (or a rocker member or the like), and a pair of intake valves or a pair of exhaust valves. The open period of is greatly changed.
シャフトにカムが一体的に固定された一般的なカムシャフトでは第1カムと第2カムの間にカムジャーナルを有する場合、第1カムと第2カムが概ね同一のバルブリフトやタイミングである場合は前記カムジャーナル幅に均等にバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントは大きくならない。しかし、可変動弁装置で第1カムと第2カムの位相をずらした場合、カムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントが発生する。このため、第1カム、第2カムのカム面はタペットやロッカのカム当接部との接触面積が減り、高荷重となり、良好な潤滑状態が保てなくなるため、接触部のフリクションの増大や偏磨耗の要因となる。 In a general camshaft in which the cam is integrally fixed to the shaft, when the cam journal is provided between the first cam and the second cam, the first cam and the second cam have substantially the same valve lift and timing. Since the valve lift load acts equally on the cam journal width, misalignment does not increase. However, when the phase of the first cam and the second cam is shifted by the variable valve operating device, the valve lift load acts on the time difference between before and after in the cam journal width direction, resulting in misalignment. For this reason, the cam surfaces of the first cam and the second cam have a reduced contact area with the cam contact portion of the tappet or the rocker, resulting in a high load and an inability to maintain a good lubrication state. Causes uneven wear.
さらには可変動弁装置で用いられる第2カムは、通常のシャフト部材に一体に形成される構造やシャフト部材に固定される第1カムとは異なり、シャフト部材の周方向に回動可能にするため、シャフト部材との間には、回動させるのに必要な微小なクリアランスが存在する。このクリアランスは、第2カムのミスアライメントを助長させるので、タペットやロッカのカム当接部とのさらなるフリクションの増大や偏磨耗の要因となる。また、ミスアライメントによって、該クリアランスの不安定さを生み、第2カムとシャフト部材の摺動面に働く偏荷重も大きくなり、フリクション増による応答性の悪化や該部位の摩耗も生じる。 Further, the second cam used in the variable valve operating device is rotatable in the circumferential direction of the shaft member, unlike a structure integrally formed with a normal shaft member or a first cam fixed to the shaft member. For this reason, there is a minute clearance necessary to rotate the shaft member. Since this clearance promotes misalignment of the second cam, it causes a further increase in friction with the cam contact portions of the tappet and the rocker and causes uneven wear. In addition, the misalignment causes instability of the clearance, the offset load acting on the sliding surface of the second cam and the shaft member also increases, and the responsiveness is deteriorated due to the increased friction and wear of the part is also generated.
可変動弁装置は、こうしたことがあると、可変性能がばらついてしまう。そのため、ミスアライメントを直す加工や組立精度の向上やミスアライメントに耐える耐摩耗性の高い材料や表面処理の採用ことが考えられるが、いずれも高コストであり、代わりになる技術が求められている。
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、位相の可変を行うカムのミスアライメントに対する耐性が高められる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
When such a thing occurs, the variable valve mechanism varies in variable performance. For this reason, it is conceivable to employ misalignment processing, improve assembly accuracy, and use highly wear-resistant materials and surface treatment that can withstand misalignment, but both are expensive and require alternative technologies. .
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that has a simple structure and can improve resistance to misalignment of a cam that performs phase change.
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するため、可変動弁装置においてシャフト部材の外側に周方向に変位可能に設けた第2カムのカム幅を、第2カムの基準となる第1カムのカム面のカム幅よりも大きなカム幅寸法で形成することとした。
請求項2に記載の発明は、シャフト部材を、パイプ部材で形成されたアウタカムシャフト内にインナカムシャフトを回動可能に収めて構成し、第1カムをアウタカムシャフトの外周部に設け、第2カムをアウタカムシャフトの軸心周りに回動可能に設け、アウタカムシャフトとインナカムシャフトとの相対変位にて、第2カムの位相が第1カムを基準に可変可能となるようにした。
In order to achieve the above object, the invention according to
The invention according to
請求項3に記載の発明は、内燃機関と同一機種の内燃機関に適用されるカムシャフトであって当該カムシャフトがシャフト部材と一体なカムを備えるものに対し、前記カムシャフトの前記カムのカム幅よりも、第1カムのカム幅が大きな寸法で形成されるものとした。
The invention according to
請求項1の発明によれば、第1カム、第2カムのカム面のミスアライメントによるタペットやロッカのカム当接部との接触面積が維持され、良好な潤滑状態が保たれ、接触部のフリクションの増大や偏磨耗が抑制され、ミスアライメントによる第2カムとシャフト部材の摺動面に働く偏荷重の最大値が小さくなる。
したがって、簡単な構造で、位相の可変を行うカムのミスアライメントに対する耐性を高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, the contact area with the cam contact portion of the tappet or the rocker due to misalignment of the cam surfaces of the first cam and the second cam is maintained, and a good lubrication state is maintained. Increase in friction and uneven wear are suppressed, and the maximum value of the uneven load acting on the sliding surfaces of the second cam and the shaft member due to misalignment is reduced.
Therefore, with a simple structure, it is possible to increase the tolerance against misalignment of the cam that performs phase change.
請求項2の発明によれば、アウタカムシャフトは曲げ剛性の低いパイプ部材で形成されるため、カム幅寸法の大きい第2カムを利用して、第2カムからアウタカムシャフトへと加わる力が分散できる。
請求項3の発明によれば、第1カム、第2カムはそれぞれの最適なカム幅となり、スプリット可変に伴うミスアライメントに有効に対応でき、フリクション増による応答性の悪化や偏摩耗を効果的に抑制することができる。
According to the invention of
According to the invention of
以下、本発明を図1〜図6に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図1は内燃機関、例えば複数気筒のレシプロエンジン(以下、単にエンジンという)の平面を示し、図2は図1中のI−I線に沿う断面を示していて、同図中1は同エンジンのシリンダブロック、2は同シリンダブロック1の頭部に搭載されたシリンダヘッドを示している。
Hereinafter, the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows a plan view of an internal combustion engine, for example, a multi-cylinder reciprocating engine (hereinafter simply referred to as an engine), and FIG. 2 shows a cross section taken along line I-I in FIG. The
このうちシリンダブロック1には、図1および図2に示されるようにエンジンの前後方向に沿って複数の気筒3(一部気筒だけ図示)が形成されている。これら各気筒3内には、クランクシャフト(図示しない)からコンロッド(図示しない)を介して分かれた各ピストン4が往復動可能に収められる。
シリンダヘッド2の下面には、各気筒3に対応してそれぞれ燃焼室5が形成されている。各燃焼室5には、吸気を行なう一対の吸気ポート7(2個)、排気を行なう一対の排気ポート(図示しない)が開口している。各吸気ポート7には、ステム端にそれぞれ有底筒形のタペット9(従動部材)が装着された一対の吸気バルブ10(2個)が設けられている。そして、各タペット9の頂面9aに形成されている球面状のクラウニング(カム当接面)がシリンダヘッド2の上部に臨んでいる。各排気ポート(図示しない)には、同様にタペットが付いた一対の排気バルブ(いずれも図示しない)が設けられ、同様に、バルブ基端部がシリンダヘッド2の上部に臨んでいる。これら吸気バルブ10、排気バルブ(図示しない)にて、吸気ポート7、排気ポート(図示しない)が開閉される。さらに各燃焼室5には、図示はしないが点火プラグがそれぞれ設けられる。
Among these, the
A combustion chamber 5 is formed on the lower surface of the
またシリンダヘッド2の上部左右には、クランクシャフトの軸出力で駆動される吸気側の動弁装置6a、同じく排気側の動弁装置6bが設けられていて、各気筒3で所定の燃焼サイクル(吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4サイクル)が繰り返し行なわれるようにしている。これら動弁装置6a,6bのうち、排気側の動弁装置6bには、例えば図3に示される通常のカムシャフト13を用いた構造が用いられる。具体的には、排気カムを一体に形成したカムシャフト、詳しくは複数気筒分の排気カム12を削り出し加工によりシャフト13a(シャフト部材)と共に形成したカムシャフト13が用いられる。このカムシャフト13が、気筒3が並ぶ方向に回転自在に組み付けられ、各排気カム12のカム面をタペットの頂面のクラウニング(図示しない)に当接させる。これで、各排気カム12のカム変位を排気バルブ(図示しない)に伝える。
In addition, on the left and right of the upper part of the
また吸気側の動弁装置6aには、排気側のカムシャフト13とは異なり、図4に示されるような別体な部品を組み付けて構成されるカムシャフト、いわゆる組立カム構造のカムシャフト14が用いられている。このカムシャフト14を用いて、図2に示されるようなスプリット式の可変動弁装置15を構成している。
すなわちカムシャフト14のシャフト部材は、例えば図2および図4に示されるようなパイプ部材で構成されたアウタカムシャフト17a内に、制御部材をなす中実の軸部材で構成されたインナカムシャフト17bを回動可能に収めた二重シャフト17(本願のシャフト部材に相当)で形成される。この二重シャフト17も排気側のカムシャフト13と同様、気筒3が並ぶ方向に沿って配置される。この二重シャフト17のうちの一方の端部(片側)、すなわちアウタカムシャフト17aの一方の端部は、アウタカムシャフト17a端に取着されたブラケット37を介して、シリンダヘッド2の一方の端部(片側)に設置してある軸受部18aに回動自在に支持される。またアウタカムシャフト17aの中間部は、タペット9,9間に設置した中間の軸受部18bに回転自在に支持される。これで、両シャフト17a,17b共、同一軸心を中心に回転できるようにしている。なお、アウタカムシャフト17aとインナカムシャフト17bとの間は、クリアランスにより相対変位可能となっている。
Unlike the exhaust-
That is, the shaft member of the
アウタカムシャフト17aには、気筒毎の一対の吸気バルブ10と対応して、一対(2個)の吸気カム19がそれぞれ設けられている。吸気カム19は、いずれも、基準の位相を定める固定カム20(本願の第1カムに相当)と可動側となるカムローブ22(本願の第2カムに相当)とを組み合わせて構成される。
すなわち、基準側となる固定カム20は、アウタカムシャフト17aのうちの片側のタペット、例えば左側のタペット9と対応した外周部分に設けられている。具体的には固定カム20は、板カムで形成され、アウタカムシャフト17aの外側に嵌めることにより固定、具体的には圧入により固定してある。この固定カム20の外周面に形成されているカム面20aが左側のタペット9のクラウニングを施した頂部9aと当接し、固定カム20のカム変位が左側の吸気バルブ10bに伝えられる。
The
That is, the fixed
カムローブ22は、板カムで形成されたカム山部22aを有している。このカム山部22aに、安定性を確保するための部分、すなわち中空のボス部22bが組み合わさり、カムローブ全体を構成している。カム山部22aおよびボス部22bは、アウタカムシャフト17aの外側に周方向に回動(変位)自在に嵌められ、カム山部22aを残る右側のタペット9の直上に配置させている。このカム山部22aの外周面に形成されているカム面22cが右側のタペット9のクラウニングを施した頂部9aと当接し、カム山部22aのカム変位が右側の吸気バルブ10aに伝えられる。
The
ボス部22bとインナカムシャフト17bとは、連結部材、例えば二重シャフト17の直径方向を貫通するように圧入された圧入ピン24により、内・外シャフト17a,17bの相対変位を許しながら連結されている。この連結により、カム山部22a(カムローブ22)を固定カム20に対し相対変位可能にしている。すなわち、図4に示されるように圧入ピン24がそれぞれ通過するアウタカムシャフト17aの周壁部分には、圧入ピン24を逃がす孔、例えば遅角方向に延びる一対の長孔26が形成されていて、インナカムシャフト17bがアウタカムシャフト17aに対し相対変位できるようにしている。これで、カム山部22aが、基準となる固定カム20の位相から大きく遅角するまで可変できるようにしている。なお、図4中14aは、インナカムシャフト17bに形成された圧入孔、14bは、ボス部22bの周壁部分に形成された圧入孔をそれぞれ示している。
The
二重シャフト17の一方の端部には、内・外シャフト17a,17bを相対変位させるカム位相変更機構25が装着され、固定カム20を基準にカムローブ22のカム位相が変更可能な可変動弁装置15を構成している。
カム位相変更機構25は、例えば図2および図4に示されるように複数の遅角室30を周方向沿いに有する円筒形のハウジング31内に、軸部32の外周部から放射状に複数のベーン33が突き出たベーン部34を回動自在に収め、各ベーン33で各遅角室30内を仕切る回動ベーン構造が用いてある。なお、ハウジング31の外周部にはタイミングスプロケット39が設けられている。同スプロケット39は、タイミングチェーン40を介して、排気側のカムシャフト13端に装着したタイミングスプロケット13aと共にクランクシャフト(図示しない)につながる。ハウジング31は、固定ボルト36によって、アウタカムシャフト17a端のブラケット37(図2に図示)に連結され、残るベーン部34の軸部32は、固定ボルト38によって、インナカムシャフト17bの軸端に連結され、ベーン33が遅角室30内を回動変位すると、インナカムシャフト17bがアウタカムシャフト17aに対して相対的に変位する。
A cam
For example, as shown in FIGS. 2 and 4, the cam
さらに述べると、カム山部22aのカム位相は、ハウジング31とベーン部34との間をむすぶように設けた戻り用スプリング部材42(図2だけに図示)の付勢力により、基準となる固定カム20のカム位相に揃えられる。また各遅角室30は、ハウジング31やブラケット37や軸受部18aに形成された各種油路43(図2に一部しか図示せず)を介して、オイルコントロールバルブ44(以下、OCV44という)、油圧供給部45(例えばオイルを供給するオイルポンプを有して装置で構成)に接続される。つまり、吸気側のカムシャフト14は、各遅角室30内にオイルが供給されると、カム山部22aを固定カム20から遅角方向へ変位させるというスプリット可変が行なわれる。
More specifically, the cam phase of the
すなわち、スプリット可変を説明すると、クランクシャフトからの軸出力は、タイミングチェーン40、タイミングスプロケット39、ハウジング31、ブラケット37を経て、アウタシャフト17aに伝わり、固定カム20を回転駆動させ、タペット9を介して左側の吸気バルブ10bを開閉させる。ここで、OCV44から油圧が各遅角室30の反対側の進角室(図示しない)に供給されると、戻り用スプリング部材42の付勢力との協同により、カム山部22aは、図5中のA状態の如く固定カム20のカム位相に揃えられるから、右側の吸気バルブ10aは、左側の固定カム20と同じ位相を保ったまま開閉される。OCV44を通じて、油圧供給部45の油圧が遅角室30内へ供給されると、油圧出力にしたがい、ベーン33は遅角室30内を当初位置から遅角側へ変位する。このとき油圧の出力制御により、例えばベーン33が遅角室30内の途中まで変位させると、インナカムシャフト17bは、途中位置まで遅角方向に変位する。このときの変位が圧入ピン24を介してカムローブ22に伝わり、カム山部22aを遅角方向に変位させる。すると、図5中のB状態に示されるように基準となる左側の吸気バルブ10bの開閉時期はそのまま変わらず、右側の吸気バルブ10aの開閉時期だけが変わる。つまり、右側の吸気バルブ10aは、左側の吸気バルブ10bの開閉期間の途中から、カム山部22aのカムプロフィルにしたがい開閉される。また油圧の出力制御により、ベーン33を最遅角位置まで変位させると、図5中のC状態に示されるように左側の吸気バルブ10bの開閉時期はそのままに変わらずに、右側の吸気バルブ10aは、左側の吸気バルブ10bの開閉時期と交錯した状態を保ちながら、左側の吸気バルブ10bから最も遅角した時期で開閉する。つまり左右の吸気バルブ10の開弁期間は、エンジンの状態に応じて、最も小さい開弁期間αから最も大きい開弁期間βまでの範囲内で可変される(スプリット可変)。
That is, the split variable will be described. The shaft output from the crankshaft is transmitted to the
こうした固定カム20に対しカムローブ22を位相させる可変動弁装置15は、カムローブ22が回動可能であるために、同装置15特有の問題が伴う。
すなわち、二重シャフト17に組み付いたカムローブ22は、固定カム20とは異なり、アウタカムシャフト17aの外周面を回動できることが求められるため、アウタカムシャフト17aとの間には、カムローブ22を回動させるのに必要な微小なクリアランスが存在する。しかも、クリアランスには、カムローブ22やアウタカムシャフト17aの部品公差や双方の部品を組み付けるときの組立公差が加わるため、カム山部22aは広範囲を変位しやすく、カム面22cの姿勢はばらつきやすい(一定でない)。すなわち、図6(a)に示されるようにカム面22cはカム軸中心に対してミスアライメントが生じやすくなる。
The variable
That is, unlike the fixed
さらに、図5中のB、Cの状態では、こうした状況下ではバルブリフト荷重が時間差で働くため、ミスアライメントが生じる。すなわち、シャフトにカムが一体的に固定された一般的なカムシャフトでは、固定カム位置に有る第1カムとカムローブ位置に有る第2カムの間にカムジャーナルを有する場合、第1カムと第2カムが概ね同一のバルブリフトやタイミングである場合は前記カムジャーナル幅に均等にバルブリフト荷重が働くため、ミスアライメントは大きくならない。しかし、可変動弁装置15で、第1カムである固定カム20と第2カムであるカムローブ22の位相をずらした場合、カムジャーナル18b幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くため、大きなミスアライメントが発生する。
Further, in the state of B and C in FIG. 5, misalignment occurs because the valve lift load works with a time difference under such a situation. That is, in a general cam shaft in which the cam is integrally fixed to the shaft, when the cam journal is provided between the first cam at the fixed cam position and the second cam at the cam lobe position, the first cam and the second cam When the cams have substantially the same valve lift and timing, the valve lift load acts equally on the cam journal width, so misalignment does not increase. However, when the phase of the fixed
このため、図6(a)に示されるようにカム面22cのミスアライメントが生じると、タペット9のカム当接面の所定位置であるクラウニングを施した頂部9aとカム幅端部との接触が生じることがある。また、バルブリフトが設計されたカム通りに行われないことが起こる。このようなことが発生すると、図6(a)に示されるようにカム面22cはタペット9のカム当接部との接触面積が減り、高荷重となり、良好な潤滑状態が保てなくなるため、当該接触部のフリクションの増大や偏磨耗の要因となる。
For this reason, as shown in FIG. 6 (a), when misalignment of the
そこで、対となる固定カム20、カム山部22aはカム幅が同じであるという考えではなく、図1、図2および図4に示されるように位相の可変を行うカム山部22aのカム面22cのカム幅寸法aを、固定カム20のカム面20aのカム幅寸法bより大きくして、カム幅寸法を異ならせた。つまり、カム山部22aのカム面22cは、固定カム20のカム面20aよりも大きなカム幅で形成してなる(a>b)。
Therefore, the cam surface of the
すると、図6(b)に示されるようにミスアライメントが生じてもタペット9のカム当接面のクラウニングを施した頂面9aと、カム山部22aのカム幅端部との接触が避けられる。これで、カム面22cのミスアライメントによる頂面9a(カム当接部)との接触面積が維持される。これにより、カム山部22aと頂面9aとにおける接触部の荷重が分散でき、最大荷重も低下する。これは、スプリット可変に伴うミスアライメント、すなわちカムジャーナル幅方向の前後に時間差でバルブリフト荷重が働くときに発生するミスアライメントに対しても同様である。
Then, as shown in FIG. 6B, even if misalignment occurs, contact between the crowned
つまり、カム山部22aのカム幅を大きくすると、カム山部22aのカム面22cにおけるミスアライメントに対する許容範囲は増す。しかも、カム山部22a自体の安定性も増すから、カム山部22aを回動するためのクリアランスや組立公差の影響が抑えられる。
したがって、簡単な構造で、位相の可変を行うカムのミスアライメントに対する耐性が高められる。それ故、カムシャフト14は、従来カムと同様にシリンダヘッド2に組み付けることができ(図2)、面倒なアライメント作業やその前の各部品の加工精度向上を抑えることができる(加工精度が不要)。さらには、ミスアライメントによるカム山部22a(第2カム)とアウタカムシャフト17a(シャフト部材)の摺動面に働く偏荷重の最大値も小さくなり、フリクション増による応答性の悪化や偏摩耗も抑制できる。しかも、カム山部22aの傾きは、カム幅寸法を大きくしたことで抑えられるから、カム山部22aの不安定さを要因としたフリクションや偏磨耗の発生が抑えられ、良好な可変性能を確保することができる。加えて、設計どおりのバルブリフトが得られるため、性能低下やNVHの悪化もない。そのうえ、アウタカムシャフト17aは、曲げ剛性の低いパイプ部材で形成されているので、カム山部22aのカム幅が大きくなると、カム山部22aからアウタカムシャフト17aへと伝わる力が分散され、良好な可変性能が保たれるという利点もある。
That is, when the cam width of the
Therefore, the tolerance to the misalignment of the cam that changes the phase can be enhanced with a simple structure. Therefore, the
特に図1に示されるように固定カム20のカム幅寸法bは、同一機種のエンジンで用いられる、シャフト部材と一体なカムを備えるカムシャフトのカム幅寸法、例えば図3に示されるシャフト13aと一体な排気カム12をもつカムシャフト13の排気カム12のカム面のカム幅寸法cや、図示しないが同一機種エンジンのスプリット可変をしないシリーズで用いられる吸気カム一体な吸気カムシャフトの吸気カムのカム面のカム幅寸法よりも大きくしてあり(a>c,b>c)、それぞれ最適なカム幅とすることで、別部品を組み付けて構成される固定カム20についても組立公差の影響を受けずにすむうえ、スプリット可変に伴うミスアライメントにも対応できる。
In particular, as shown in FIG. 1, the cam width dimension b of the fixed
なお、こうした効果は、タペット9のカム当接面のクラウニングをカム面22c側に設けた場合についても同様に得られることはいうまでもない。
図7は本発明の第2の実施形態を示す。
本実施形態は、第1の実施形態のような固定カム20(第1カム)とカムローブ22(第2カム)とを組み付けた二重シャフト17(シャフト部材)の一方の端部に位相変更装置25を設けて、固定カム20に対しカムローブ22の位相を可変する可変動弁装置15ではなく、さらに固定カム20の位相とカムローブ22の位相を一体に可変させる機能を加えた可変動弁装置50に、本発明を適用したものである。
Needless to say, such an effect can also be obtained when the crowning of the cam contact surface of the
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a phase change device is provided at one end of a double shaft 17 (shaft member) in which a fixed cam 20 (first cam) and a cam lobe 22 (second cam) are assembled as in the first embodiment. 25, and not the variable
すなわち可変動弁装置50は、固定カム20(第1カム)とカムローブ22(第2カム)とを組み付けた二重シャフト17(シャフト部材)の一方の端部、例えばエンジン後部側の端部に第1の実施形態と同じ構造の位相変更機構25(第1)を連結し、他方のエンジン前部側の端部に、VVTといった回動ベーン構造で形成される第2の位相変更機構51を連結して、アウタカムシャフト17aとインナカムシャフト17bの相対変位による位相の可変の他に、アウタカムシャフト17aとインナカムシャフト17bの一体な回動変位から、固定カム20とカムローブ22との位相が一体に可変されるようにしたものである。
That is, the variable
本発明を可変動弁装置50に適用しても第1の実施形態と同様な効果を奏する。但し、図7において第1の実施形態同一部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば実施形態では、タペットでカム変位を受けてバルブを駆動する構造を挙げたが、これに限らず、他の従動部材、例えばロッカ部材でカム変位を受けてバルブを駆動する構造に本発明を適用してもよい。ロッカ部材でバルブを駆動する場合、ロッカ部材のカム側に1つのカム当接面をもち、バルブ側に二股状のバルブ駆動部をもち、1つのカムで複数のバルブを駆動するときがあるが、この場合にはカム幅寸法は、実カム幅を駆動弁数で割った1弁当り寸法を指す(=実カム軸/駆動弁数))。もちろん、本発明は上述した実施形態のような一対の吸気カムの位相を相対的に変更する可変動弁装置に限らず、図示はしないが一対の排気カムの位相を相対的に変更する可変動弁装置に適用してもよい。また適用されるエンジンは、これら可変動弁装置に、別途、カムが一体に形成されたカムシャフトを用いてバルブを駆動する構造が組み合わさる動弁系を有するエンジンでもよい。
Even when the present invention is applied to the
In addition, this invention is not limited to any embodiment mentioned above, You may implement variously within the range which does not deviate from the main point of this invention. For example, in the embodiment, the structure in which the valve is driven by receiving the cam displacement with the tappet has been described. You may apply. When a valve is driven by a rocker member, there is a case where a single cam contact surface is provided on the cam side of the rocker member, a bifurcated valve drive unit is provided on the valve side, and a plurality of valves are driven by one cam. In this case, the cam width dimension refers to a dimension per valve obtained by dividing the actual cam width by the number of drive valves (= actual cam shaft / number of drive valves). Of course, the present invention is not limited to the variable valve operating apparatus that relatively changes the phase of the pair of intake cams as in the above-described embodiment. You may apply to a valve apparatus. Further, the engine to be applied may be an engine having a valve operating system in which a valve driving structure is combined with a variable valve device separately using a cam shaft integrally formed with a cam.
10 一対の吸気バルブ
12 排気カム
13 排気側のカムシャフト
14 吸気側のカムシャフト
15 可変動弁装置
17 二重シャフト(シャフト部材)
17a アウタカムシャフト
17b インナカムシャフト
19 吸気カム
20 固定カム(第1カム)
20a 固定カムのカム面
22a カム山部(第2カム)
22c カム山部のカム面
25 カム位相変更機構
a カム山部のカム幅
b 固定カムのカム幅
DESCRIPTION OF
20a Cam surface of fixed
22c Cam surface of
Claims (3)
内燃機関のクランク出力により駆動されるシャフト部材と、
前記シャフト部材の外側に設けられた、前記一対の吸気バルブの一方または前記一対の排気バルブの一方を駆動するカム面を有する第1カムと、
前記シャフト部材の外側に周方向に変位可能に設けられた、前記吸気バルブの他方または前記排気バルブの他方を駆動するカム面を有する第2カムと、
前記第2カムの位相を前記第1カムに対して変更するカム位相変更機構と、を備え、
前記第2カムのカム面は、前記第1カムのカム面のカム幅よりも大きなカム幅寸法で形成されてなる
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine that varies a phase between a pair of intake valves provided for one cylinder or a phase between a pair of exhaust valves,
A shaft member driven by the crank output of the internal combustion engine;
A first cam provided on the outside of the shaft member and having a cam surface for driving one of the pair of intake valves or one of the pair of exhaust valves;
A second cam having a cam surface for driving the other side of the intake valve or the other side of the exhaust valve, provided on the outer side of the shaft member so as to be displaceable in the circumferential direction;
A cam phase change mechanism that changes the phase of the second cam with respect to the first cam;
The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein the cam surface of the second cam is formed with a cam width dimension larger than a cam width of the cam surface of the first cam.
前記第1カムが前記アウタカムシャフトの外周部に設けられるとともに、前記第2カムが前記アウタカムシャフトの軸心周りに回動可能に設けられており、
前記アウタカムシャフトと前記インナカムシャフトとの相対変位にて、前記第2カムの位相が前記第1カムを基準に可変可能となるように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の可変動弁装置。 The shaft member is configured such that an inner cam shaft is rotatably accommodated in an outer cam shaft formed of a pipe member,
The first cam is provided on an outer peripheral portion of the outer cam shaft, and the second cam is provided so as to be rotatable around an axis of the outer cam shaft,
2. The structure according to claim 1, wherein the phase of the second cam is variable with respect to the first cam by relative displacement between the outer cam shaft and the inner cam shaft. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の可変動弁装置。 A camshaft applied to an internal combustion engine of the same model as the internal combustion engine, wherein the camshaft includes a cam integral with a shaft member, the first cam is larger than the cam width of the cam of the camshaft. The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cam width of the internal combustion engine is formed with a large dimension.
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